Investigadores logran cultivar grandes cantidades de células madre sanguíneas en el laboratorio

Los investigadores han logrado cultivar grandes cantidades de células madre formadoras de sangre en el laboratorio utilizando un ingrediente sorprendentemente simple que se encuentra en el pegamento y, cuando fueron inyectadas en ratones, las células comenzaron a producir componentes clave de la sangre.

"El hallazgo es muy inesperado y emocionante", dice John Dick, un biólogo de células madre en el Centro de Cáncer Prince Margaret en Toronto, Canadá.

Si la técnica se puede aplicar a los seres humanos, se podría usar para cultivar células madre de la sangre para su uso en personas con cáncer de la sangre, como la leucemia, cuyo sistema inmunológico ha sido dañado por la quimioterapia. El enfoque también podría proporcionar una forma más segura de tratar a las personas con trastornos de la sangre, como la enfermedad de células falciformes, que actualmente tienen que someterse a un procedimiento de riesgo antes de recibir un trasplante de médula ósea.

Los investigadores han intentado durante décadas crecer en el laboratorio un gran número de células madre hematopoyéticas (HSCs), que se regeneran y dan origen a otros componentes sanguíneos. Pero hasta ahora, ninguno había podido producir el número necesario para injertar de manera confiable, o comenzar a producir células sanguíneas, cuando se reintroduce en el cuerpo.

El biólogo de células madre Hiromitsu Nakauchi, quien dirige los equipos de la Universidad de Tokio y la Universidad de Stanford en California, informó cómo su equipo logró integrar HSCs con éxito en ratones. Los investigadores primero expandieron un grupo de HSC de ratón a casi 900 veces su nivel original en solo un mes, luego los trasplantaron de nuevo a un conjunto diferente de ratones, donde prosperaron y se convirtieron en componentes sanguíneos. "Este ha sido el objetivo de mi vida", dice.

Por lo general, el sistema inmunológico de un animal intentará destruir las células del donante que no son una coincidencia genética. Es por eso que los sistemas inmunológicos deben eliminarse o suprimirse antes de la mayoría de los trasplantes. Pero cuando Nakauchi inyectó las células en ratones sanos con sistemas inmunes intactos, las células prosperaron, posiblemente, dice, debido a la gran cantidad introducida. Nakauchi ahora está trabajando en la adaptación de la técnica para hacer crecer las HSC humanas.

El estudio ofrece la mejor evidencia hasta el momento de que las HSC cultivadas en el laboratorio pueden sobrevivir durante más de unos pocos días y se injertan cuando se reinsertan en el cuerpo, dice George Daley, un biólogo de células madre de la Harvard School of Medicine en Boston, Massachusetts, quien también ha Trabajó en la expansión de HSC. "Estos son datos impresionantes", dice.

"Este nivel de expansión podría tener un gran impacto en la clínica", dice Paul Frenette, hematólogo de la Facultad de Medicina Albert Einstein en la ciudad de Nueva York.

Un material mágico

Los investigadores que buscaban formas de aumentar las HSC en grandes cantidades en el laboratorio habían intentado usar los factores de crecimiento sin mucho éxito, pero Nakauchi descubrió que la razón por la que las células no sobrevivían eran las impurezas en el medio en el que se cultivaban, una proteína de la sangre humana llamada albúmina. Estas impurezas, en su mayoría proteínas liberadas por las células inmunes, estaban deteniendo el crecimiento de las células, dice Nakauchi.

Nakauchi examinó un montón de polímeros que pensó que podrían reemplazar a la albúmina, y descubrió que un compuesto sintético llamado alcohol polivinílico (PVA), que a menudo se usa en pegamentos, funcionó. El PVA también se ha utilizado para cultivar embriones y células madre embrionarias. "Es bastante fácil. La gente puede ir a Safeway y obtener pegamento ”, dice Nakauchi. Las versiones de laboratorio de PVA funcionan mejor que las del supermercado, dice, y el polímero, que se utiliza en los recubrimientos de tabletas, es considerado no tóxico por las agencias reguladoras.

Connie Eaves, un investigador de células madre y cáncer en el Laboratorio Terry Fox en Vancouver, Canadá, y otros están ansiosos por probar la técnica. Pero Eaves advierte que aún no está claro si funcionará con células humanas.

Los hallazgos de Nakauchi podrían renovar la atención en otra fuente de HSC. En 2017, Daley reprogramó las células de la piel humana en células madre pluripotentes inducidas (iPS) que luego se convirtieron en células que estaban muy cerca de las células madre de la sangre. La ventaja de usar células iPS para hacer HSCs en vez de obtenerlas a través de un trasplante de médula ósea de un donante es que se pueden hacer a partir de las propias células de un paciente, eliminando la necesidad de un donante genéticamente compatible. Pero Daley ha luchado para que crezcan grandes cantidades de estas células en el laboratorio. El método de Nakauchi podría cambiar eso. "Si este método es aplicable a las células humanas, podría ser muy útil", dice.

Evitando el "acondicionamiento"

El equipo de Nakauchi también demostró que los ratones podrían recibir las HSC del donante sin someterse primero a un proceso para destruir o suprimir su sistema inmunológico, conocido como condicionamiento.

Las personas con trastornos genéticos de la sangre, como la enfermedad de células falciformes, a veces se tratan con un trasplante de médula ósea de un donante. Dado que los donantes, incluso los hermanos, no son una compatibilidad genética, el paciente primero tiene que someterse a un acondicionamiento para evitar que su cuerpo rechace las células del donante. Pero el condicionamiento aumenta el riesgo de que las HSC del donante ataquen los tejidos del huésped, una enfermedad potencialmente mortal. También puede hacer que las personas sean infértiles e impedir el crecimiento en los niños.

La idea de reducir la necesidad de acondicionamiento mediante el trasplante de una "mega dosis" de HSC es atractiva, pero requiere más pruebas, primero en ratones y luego en humanos, dice Luigi Naldini, quien investiga la terapia génica utilizando HSCs en el Hospital San Raffaele en Milán, Italia.

Si la técnica de Nakauchi funciona con células humanas, los investigadores también podrían extraer HSC de los pacientes y usar herramientas de edición de genes para corregir cualquier mutación causante de la enfermedad, antes de reintroducir las células en los pacientes. Debido a que las células serían del paciente y no de un donante no compatible, el acondicionamiento no sería necesario, dice Nakauchi.   @mundiario